【正文】 ....................................34 第四章 LNA 電路設(shè)計(jì) ............................ 35 工藝庫的元器件 .................................................35 差分 CASCODE 電路 ................................................35 差分電路的設(shè)計(jì) .............................................35 差分電路的電路極仿真 .......................................37 單端 CASCODE 電路 ................................................39 單端電路的設(shè)計(jì) .............................................39 單端電路的電路級仿真 .......................................43 單端電路的版圖設(shè)計(jì)、提取及后模擬 ...........................45 電路級仿真和后模擬仿真總結(jié) .....................................48 與其它電路的比較 ...............................................49 結(jié)束語 ........................................... 51 致 謝 ........................................... 52 參考文獻(xiàn) .......................................... 53 附錄 A 二端口網(wǎng)絡(luò)的噪聲理論補(bǔ)充 .......................... 54 附錄 B S 參數(shù)與反射系數(shù) ............................... 56 雙端口網(wǎng)絡(luò) S 參數(shù) ...............................................56 反射系數(shù)與 S 參數(shù)的關(guān)系 .........................................57 其它參數(shù)與 S 參數(shù)的關(guān)系 .........................................58 附錄 C 電感源極負(fù)反饋共源電路噪聲推導(dǎo) ..................... 59 附錄 D MATLAB 程序 ................................... 63 南京郵電大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第一章 緒論 課題背景 在最近的十多年來，迅猛發(fā)展的射頻無線通信技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于當(dāng)今社會的各個(gè)領(lǐng)域中，如 ： 高速語音 來，第 3 代移動通信 (3G)、高速無線互聯(lián)網(wǎng)、 Bluetooth 以及利用 MPEG標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)無線視頻圖像傳輸?shù)男l(wèi)星電視服務(wù)等技術(shù)是日新月異，無線通訊技術(shù)得到了飛速發(fā)展，預(yù)計(jì)到 2020 年，無線通信用戶將達(dá)到 10 億人 [1]，并超過有線通信用戶。 所有仿真的技術(shù)指標(biāo) 達(dá) 到設(shè)計(jì)要求。 折疊式 低噪聲放大器的仿真結(jié)果 為 ：噪聲系數(shù) NF 為 ， 反射參數(shù) S1S1 S22 分別為 、 、 ， 正向增益 S21 為 ， 1dB壓縮點(diǎn) 為 ， 三階交調(diào)點(diǎn) IIP3 為 。 所 設(shè)計(jì) 的電路 用 CHARTER 公司 CMOS 工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)，并 使用 Cadence 的 spectre RF 工具 進(jìn)行仿真 分析 。 第三 ， 通過 線性度的理論分析并結(jié)合 實(shí) 驗(yàn)仿真的方法，得出了設(shè)計(jì)一個(gè)高線性度的 最后 方案 。第一 ，本文以大量的篇幅推導(dǎo)出了一個(gè)理想化的噪聲結(jié)論，并 使用 Matlab 分析了基于功耗限制的噪聲系數(shù)，取得最優(yōu)化的晶體管尺寸。以噪聲參數(shù)方程為基礎(chǔ)，列出了簡單易懂的設(shè)計(jì)原理。，以電池作為電源的電子產(chǎn)品得到廣泛使用，迫切要求采用低電壓的模擬電路來降低功耗，所以 低電壓、低功耗模擬電路設(shè)計(jì)技術(shù)正成為研究的熱點(diǎn)。本文主要討論電感負(fù)反饋 cascodeCMOSLNA（共源共柵低噪聲放大器）的噪聲優(yōu)化技術(shù)，同時(shí) 也分析了噪聲和輸入同時(shí)匹配的 SNIM 技術(shù)。 為了實(shí)現(xiàn)低電壓、 低 噪聲、高線性度的設(shè)計(jì)指標(biāo)， 在本文中 使用 了三種 設(shè)計(jì) 技術(shù)。 第二，為了 實(shí)現(xiàn)低電壓 設(shè)計(jì) ， 引用 了 一個(gè)折疊式的共源共柵 結(jié)構(gòu) 低噪聲放大器 。 另外，為了改善射頻集成電路的器件參數(shù)選擇的靈活性，在第四章中 使用 了一種差分結(jié)構(gòu)。 本文 使用 的差分電路結(jié)構(gòu) 只 進(jìn)行了電路級的仿真 ，而折疊式的共源共柵電路進(jìn)行了電路級的仿真、版圖設(shè)計(jì)、版圖 參數(shù) 提取、電路版圖一致性檢查和后模擬 ，完成了整個(gè)低噪聲放大器的設(shè)計(jì)流程 。整個(gè)電路工作 在 1V 電源 下，消耗的電流 為 ，總的功耗為 。 關(guān)鍵字： 低噪聲放大器 ； 噪聲系數(shù) ； 低電壓 、 低功耗 ； 共源共柵 ； 噪聲匹配 ABSTRACT In recent years, electronics with battery supply are widely used, which cries for adopting low voltage analog circuits to reduce power consumption, so low voltage, low power analog circuit design techniques are being research hotspot. This paper mainly discusses noise figure optimization techniques for inductively degenerated cascode CMOS lownoise amplifiers (LNAs) with onchip inductors. And it reviews and analyzes simultaneous noise and input matching techniques (SNIM). Based on the noise parameter equations, this paper provides clear understanding of the design principle. In order to achieve lowvoltage, low noise, highlinearity of the design specifications, in this paper by three design technology. Firstly, using Matlab tool analyzes noise figure based on powerconstrained, and obtain the optimum transistor size. Secondly, design a foldedcascodetype LNA to reduce the power supper. Third, through theoretical analysis of Linear and bine simulation methods, I obtain a final design of a highlinearity. On the other side, in order to improve the radio frequency integrated circuit device parameters of flexibility, this paper presents a difference in the structure in the fourth chapter. The proposed circuit design is realized using csm25RF CMOS technology, simulated with Cadence specter RF. Based on csm25RF CMOS technology, the resulting differential LNA achieves noise figure, S11, 24dB S22, S12, 14 dB S21. The LNA39。這種潛在的市場造成了對射頻集成電路的巨大需求。 典型的射頻收發(fā)設(shè)備除了對功耗、速度、成品率等性能的要求外，還要考慮噪聲、線性范圍、增益等指標(biāo)。重要的是，只有采用硅 CMOS 工藝 才 能最終實(shí)現(xiàn)單片集成。近幾十年來，世界各國的研究人員在 CMOS 射頻集成電路的設(shè)計(jì)和制作方面進(jìn)行了大量的研究和探索，使 CMOS 射頻集成電路的性能不斷得以改善。 射頻接收機(jī)通常有四種結(jié)構(gòu)：超外差結(jié)構(gòu)、直接變頻結(jié)構(gòu)、寬中頻變頻結(jié)構(gòu)、和低中頻變頻結(jié)構(gòu)。圖 11 所示為超外差接收機(jī)的系統(tǒng)框圖。一個(gè)完整的射頻收發(fā)系統(tǒng)包括 RF 前端和基帶處理部分， RF前端又稱作 接收 器，它決定著整個(gè)系統(tǒng)的基本性能指標(biāo)，如誤碼率、發(fā)射功率、信道的抗干擾能力等。因此，本文主要研究 LAN 在功耗限制和低電壓條件下獲得低噪聲、高線性度的方法。低噪聲放大器是射頻接收機(jī)中的一個(gè)關(guān)鍵，它位于接收機(jī)系統(tǒng)的第一級，決定著接收機(jī)系統(tǒng)的整體噪聲系數(shù)。 現(xiàn)在幾個(gè)應(yīng)用比較多的無線頻段有歐洲 433MHz 的 ISM 段，應(yīng)用于手機(jī) GSM 的900MHz 和 ，應(yīng)用 于藍(lán)牙 (Bluetooth)的 ，以及應(yīng)用于 WLNA 的 和5GHz，這些頻率都可以用目前的 CMOS 工藝來實(shí)現(xiàn)，目前已有相應(yīng)的少量產(chǎn)品問世。 但是，目前仍然有許